Автомобильные краски и эмали

Основной целью покрывной эмали является создание декоративного покрытия, отвечающего ряду требований: оно должно быть стойким к механическому и атмосферному воздействию, долговечным в своей эксплуатации, красивым.

Автокраски состоят из пигментов, связующих и растворителей. Пигменты придают краске ее цвет. Связующие используются для скрепления пигмента и удерживания его после нанесения на кузове автомобиля. Растворители — это жидкие компоненты, которые преобразуют твердый пигмент и связующие в распыляемую жидкость. Различные комбинации пигментов, связующих и растворителей составляют различные типы красок. Их отличия заключаются в методах применения, времени сушки, ремонтопригодности и сроке службы. Компоненты краски в основном твердые вещества, которые были смешаны с растворителем и стали жидкими, чтобы иметь возможность распыляться.

Растворители

Химическая структура различных сольвентов (именно в эту группу входят большинство разбавителей и ингибиторов) сходна, но при этом варьируется в зависимости от типа используемых пигментов и связующих. Разбавители лака изготовлены специально для лаков. Эмали требуют иных по составу растворителей. Для каждого продукта есть свой растворитель.

Большинство лаков и красок разработаны для применения при температуре 20°C и влажности 30%. Это наиболее подходящие значения, выведенные в результате лабораторных испытаний. Если условия по каким-либо причинам отличаются, желательно красить автомобиль в специально оснащенных кабинах с регуляторами влажности и обогревателями. Если же покрасочная камера недоступна, придется использовать различные растворители.



Ингибитор — это растворитель с очень длительным периодом испарения. Ингибиторы используются для окрасочных работ, проходящих в очень жарких условиях при температуре 35°C и выше.

Растворители делятся на долго-, средне- и быстросохнущие. Быстроиспаряющиеся растворители используются в прохладную погоду, долгоиспаряющиеся — в теплую погоду (табл. 5). Как только растворители испаряются, пигменты и связующие схватываются в красочные листы.

Таблица 5. Температура сушки краски в зависимости от типа растворителя

Тип растворителя	Требуемая температура,°C
Быстросохнущий (быстрый)	от 15 до 24
Среднесохнущий (стандартный)	от 20 до 30
Долгосохнущий (медленный)	от 27 до 35

Автоэмали и лаки

На сегодняшний день база авторемонтных материалов насчитывает несколько видов покрывных эмалей:

• алкидные автоэмали (однокомпонентные покрытия);
• акриловые автоэмали (как правило, двухкомпонентные покрытия);
• базовые двух- и трехслойные покрытия;
• автоэмали на водной основе.

Каждая из вышеперечисленных эмалей высыхает при различных температурах, в том числе и при атмосферной сушке.

Современная классификация учитывает содержание сухого вещества в краске:

• LS (low solid) — концентрация полимера в лакокрасочном материале низкая, материалы низконаполненные, т. е. в них содержится малое количество сухого вещества;
• MS (medium solid) — средненаполненные, содержание сухого вещества среднее;
• HS (high solid) — высоконаполненные, содержание сухого вещества высокое;
• UHS (ultra high solid) (в некоторых системах very high solid) — самое высокое содержание сухого вещества.

Соответственно, различается и порядок работы с ними (рис. 31—33).











Наиболее широкое распространение на сегодняшнем рынке авторемонта получили материалы MS и HS. Их применение позволяет наиболее эффективно использовать рабочее время.

Однокомпонентные алкидные автоэмали

Алкидные эмали изготавливаются на основе алкидных смол. Эти синтетические смолы — продукт поликонденсации многоосновных карбоновых кислот с многоатомными спиртами, высоковязкие жидкости. Наиболее распространены алкидные смолы, получаемые из фталевой кислоты и глицерина или пентаэритрита, называемые соответственно глифталевыми (глифталями) и пентафталевыми смолами (пентафталями). Применяются главным образом для приготовления алкидных красок и лаков.

Алкидные лаки — растворы алкидных смол (часто их смесей с карбамидными смолами или другими полимерами) в органических растворителях. Образуют антикоррозийные и атмосферостойкие покрытия. Применяются для защиты дерева и металла, а эмалевые краски и грунтовки из алкидных лаков — для отделки транспортных средств. Алкидные автоэмали все больше уступают место новому поколению лакокрасочных авторемонтных покрытий — акриловым и базовым эмалям, а также краскам на водной основе. Самый большой минус алкидных эмалей по сравнению с современными материалами — крайне долгое время полимеризации. Ведь первичное высыхание алкидных материалов происходит только за счет испарения летучих веществ из лакокрасочного материала, которое и приводит к образованию молекулярных цепочек. После высыхания образуется достаточно тонкая пленка, поскольку эти материалы содержат большое количество растворителя. Качество и прочность готового алкидного покрытия можно улучшить, используя отвердитель того же производителя.

Двухкомпонентные акриловые автоэмали

Акриловые двухкомпонентные материалы дают гораздо более высококачественное покрытие. Акрилы удобнее в применении, проще в обработке, хорошо поддаются полировке и более долговечны, чем алкиды. Акриловые покрытия устойчивее к атмосферным воздействиям, меньше выгорают на солнце, быстрее набирают твердость. Двухкомпонентные акриловые автоэмали можно полировать уже через час после сушки при температуре 60°C. Если в ходе проведения покрасочных работ была допущена ошибка, приведшая к серьезному дефекту, покрытие можно перекрашивать уже по прошествии 16 ч при атмосферной сушке (20°C) или через час после сушки в камере (60°C).

Акриловые эмали можно использовать при различных температурных режимах покраски, применяя для этого соответствующие отвердители и разбавители. Быстросохнущие растворители (для 15—20°C) имеют очень высокий коэффициент испарения.

У среднесохнущих растворителей (20—25°C) все среднее, а вот у медленносохнущих коэффициент испарения низкий, вследствие чего они идеально подходят для применения при высоких температурах (выше 25°C).

Отвердители добавляются в акриловые краски и лак. В разных системах свои пропорции, но обычно в двухкомпонентные продукты добавляют до 50 % отвердителя и 10—20 % растворителя. Все двухкомпонентные материалы, применяемые с отвердителями, имеют ограниченное время жизни приготовленной к покраске смеси. Для двухкомпонентных автоэмалей это время составляет от одного до двух часов. По истечении этого времени краска, пусть даже нормальная на вид, не пригодна к нанесению. Необходимо также помнить о том, что с повышением температуры время жизни смеси уменьшается.



Наносятся акрилы в 2—3 слоя. Сушатся акриловые эмали либо при температуре 20°C на протяжении 16 ч, либо в камере при температуре 60°C на протяжении 30 мин.

Естественная сушка акриловых материалов влияет только на набирание твердости. Эмаль гарантированно высохнет за 10—12 ч, но твердость она наберет за более долгий промежуток времени, чем при сушке в камере. Считается, что полимеризация во всех акриловых эмалях при сушке в естественных условиях (температура 20°C, влажность 80 %) происходит за 10—12 ч. Твердость затем набирается еще в течение нескольких суток, в зависимости от того, чем модифицирована эмаль. Чистое акриловое связующее при 10°C полностью отвердевает за 2—3 суток. А если оно модифицировано полиуретаном, то за 7—10 суток.

Чтобы добиться оптимального результата с минимальными затратами времени и энергии при работе с акриловыми эмалями, нужно придерживаться нескольких правил.

Только после того, как кузов осмотрен, обезжирен, продут снаружи и изнутри, можно начинать нанесение эмали.

Выдержка между слоями при нанесении эмали должна составлять около 10—20 мин при температуре 20°C. Проверить можно в каком-нибудь неответственном месте: чистый палец не пачкается краской, а лишь оставляет на ее поверхности легкий отпечаток — значит, эмаль готова к нанесению следующего слоя. В этом случае краска будет правильно ложиться, не создавая подтеков или же излишней шагрени.

Второй слой ЛКМ приготавливается так же, как и первый, но разбавляется чуть сильнее (5—7%) для лучшего розлива.

Необходимо избегать толстых слоев — это чревато дефектом вскипания поверхности.



Работая с двухкомпонентными материалами, нужно строго следить за влажностью в рабочем помещении. Относительная влажность не должна превышать 80%. Не надо забывать о том, что вода — причина появления «песчаной поверхности» на покрытии.

Емкости и рабочие инструменты, а также окрашиваемые поверхности должны быть сухими и чистыми.

Перед высокотемпературной сушкой необходимо сделать выдержку около 15 мин при температуре 20°C.

Базовые покрытия

Двухслойные покрытия состоят из слоя базовой эмали и слоя бесцветного акрилового лака. Сама по себе базовая эмаль глянцевым блеском не обладает. Достичь его помогает бесцветный лак, который обеспечивает дополнительную защиту базового покрытия от атмосферных и механических воздействий.

Трехслойные покрытия состоят из первого слоя хорошо укрывающей цветной базовой подложки, второго слоя полупрозрачной базовой эмали с эффектом перламутра, ксираллика или хамелеона. Третьим слоем идет бесцветный акриловый лак.

Некоторые нюансы работы с базовыми эмалями

На загрунтованную, проявленную, заматированную и обезжиренную поверхность можно наносить базовый слой, или базу. Наносятся базовые эмали в 2—3 слоя пистолетом типа HVLP с диаметром сопла 1,3 мм.

Между первым и вторым слоем выдержка должна составлять около 10 мин при температуре 20°C; первый слой должен стать полностью матовым. Последующие слои необходимо наносить «мокрым по мокрому». Во избежание различных дефектов последний слой следует нанести напылением на полуматовую поверхность, с большего расстояния, не заливая поверхность. Иногда между слоями базы следует использовать липкую салфетку, но очень аккуратно.



Бесцветный лак наносится только после того, как базовая эмаль станет полностью матовой, то есть через 10—15 мин при температуре 20°C. Максимальное время выдержки — 8 ч при температуре 20°C. Если базовое покрытие передержать, возможно отслоение бесцветного лака от базового покрытия. Покрытую базовым составом деталь на следующий день можно, не матуя, еще раз покрыть им же и залакировать. Основная причина отслаивания лака — пересушенная базовая краска. Нельзя задуть базой (металликом), а лакировать через несколько дней. Если вся поверхность окрашена равномерно, без дефектов и подтеков — можно наносить прозрачный лак.

Бесцветные лаки MS

Акриловый бесцветный лак MS — широко применяемый материал с отличными потребительскими свойствами. Метод нанесения ничем не отличается от двухкомпонентных акриловых красок — два полных слоя с промежуточной выдержкой между слоями 7—10 мин при 20°C и выдержкой перед ускоренной сушкой в течение 15 мин при 20°C. После высыхания лак образует сухую пленку толщиной 50—60 мкм. Необходимо помнить, что выдержка между слоями обязательна, иначе может образоваться дефект вскипания.

Готовый лак содержит комбинацию различных акриловых смол, отвердитель на базе полиизоцианатной смолы и летучий растворитель. Летучие растворители вводятся еще на заводе, а также добавляются непосредственно при смешивании компонентов для регулирования рабочей вязкости. При воздушном распылении часть растворителя улетучивается из лака, так что вязкость материала, попавшего на поверхность, существенно выше, чем у находящегося в покрасочном пистолете. Мельчайшие капли, попавшие на поверхность, за счет сил поверхностного натяжения сливаются в прозрачную пленку, вязкость которой постепенно увеличивается при испарении растворителя. Через некоторое время эта пленка густеет настолько, что теряет возможность абсорбции мельчайших капель лака. Этот промежуток носит название времени высыхания от пыли. Однако слой лака остается еще очень мягким, его можно повредить при прикосновении. Через некоторое время к поверхности можно осторожно прикасаться, но монтажная прочность достигается только после того, как в результате полимеризации лак приобретает приблизительно 30 % своей твердости. Полное высыхание — процесс очень длительный. Время высыхания 10—20 ч при комнатной температуре характеризует только то, что покрытие не портится на открытом воздухе под действием дождя, грязи и т. д., однако твердость, необходимая для полировки, достигается через 2—3 суток. А полная твердость достигается только через несколько недель. Указанные отрезки времени являются важной характеристикой лака, определяющей область его применения. Быстросохнущие лаки с малым временем высыхания эффективны при окраске одного-двух элементов кузова. Долгосохнущие используются при полной перекраске автомобиля.

Кроме основных продуктов, входящих в систему лаков, во все лаки можно добавлять специальные добавки для придания покрытию особых свойств. Наиболее часто используемые — пластификатор и матирующее вещество, необходимые для окраски пластмассовых элементов. В зависимости от типа пластмассы (твердый стеклопластик, эластичный полипропилен, мягкий полиуретан) и желаемого качества изделия (с глянцем или матовая), можно подобрать добавки, которые необходимо добавить в лак. Например, чтобы окрасить эластичный бампер, необходимо добавить 30 % пластификатора, а для мягкой полиуретановой накладки необходимо смешать эту добавку с лаком в соотношении 1:1.

Полезной в некоторых случаях является добавка «Antisilicon». Добавление ее в количестве 5—15 г на один литр готового к распылению лака резко повышает коэффициент поверхностного натяжения лака и улучшает розлив; кроме того, затягиваются мелкие царапины и точечные дефекты, становится возможной окраска поверхности со следами силиконовых полиролей. Естественно, эту добавку используют при нанесении самого последнего слоя лака. Нанесение каких бы то ни было других материалов поверх полученной поверхности недопустимо.

Нанесение лака MS

Правильное нанесение бесцветного лака MS — это два равных по толщине слоя с промежуточной сушкой между ними. Первый слой наносится и выдерживается до частичного высыхания, после чего распыляется второй слой. Также необходимо помнить, что любой двухкомпонентный акриловый лак или краска имеет такой параметр, как память первого слоя. С какой шагренью вы нанесете первый слой — с такой шагренью будет и общий розлив на детали после нанесения второго слоя и после высыхания. Третий слой без особых оснований наносит не стоит. Покрытие от этого становится более рыхлым и не имеет необходимой твердости. Если все же хочется получить качественный глянец и придать автомобилю более привлекательный вид — лучше использовать специальный метод окраски. На первом этапе проводится стандартная окраска с использованием двухкомпонентного акрилового лака MS. Поверхность полностью высушивается. Далее шагрень на поверхности шлифуется. Можно использовать шлифование с водой абразивом Р1000—Р1200. Проводить эту операцию следует очень аккуратно, чтобы не прошлифовать лак. Затем на подготовленную поверхность еще раз наносят и высушивают акриловый лак MS. Поверхность получается очень ровная и гладкая с высокой степенью блеска, но для получения наилучшего результата стоит еще раз прошлифовать шагрень, но теперь более тонким абразивом (Р1500, Р2000 или Р2500), а затем провести полную полировку кузова. Полученная поверхность будет отличаться высоким уровнем глянца, механической стойкостью и возможностью многоразовой полировки с использованием абразивных материалов.

Бесцветные лаки HS

Лак HS обладает отличной механической и химической стойкостью, быстро сохнет, что обеспечивает эффективную работу, долговременную защиту слоя базовой краски с высокой степенью блеска.

HS-материалы экономят 30—40% времени и затрат. 1,5 слоя HS-лака дают покрытие толщиной 50—60 мкм; такой же толщины покрытие MS-лака накладывается в 2 слоя. Двухкомпонентные лаки HS наносятся в 1,5 слоя с минимальной выдержкой (3—5 мин при 20°C) между ними. HS-материалы более концентрированные, в них заведомо меньше органических сольвентов. Основная ошибка — нанесение слишком толстых слоев или двух-трех слоев лака (по аналогии с MS-материалами), что приводит к вскипанию и образованию подтеков.

Зачастую маляры наносят первый слой очень сухо, без формирования глянца (сродни дымчатому слою базовой краски), а затем напыляют очень толстый слой, фактически нанося материал за один проход. Правильнее наносить несколько по-другому. Первый слой наносится тонко, но с обязательным образованием равномерного глянца по всей окрашиваемой поверхности; по прошествии 5 мин наносится второй слой. После рекомендуется сделать выдержку 10—15 мин при 20°C и включить высокотемпературную сушку.

HS-лаки имеют тенденцию к последующему растеканию в течение первых 5 мин после нанесения. Кроме того, необходимо помнить о температуре самого материала во время окраски. Температура лака должна соответствовать температуре воздуха в камере и температуре окрашиваемого объекта. Особенность HS-лаков состоит в том, что они очень чувствительны к температуре, в которой их хранят и используют. Если на поверхность наносить холодный HS-лак, то при распылении он не растекается из-за того, что вязкость у него очень высокая.

У HS-лаков более высокий блеск, и при сушке они лучше растекаются. Но полировать их труднее, чем MS-лаки.

Замечания по работе с одно- и двухкомпонентными покрытиями

Окраска покрывными составами любого качества не должна производиться на металл, т. к. покрывные краски не содержат антикоррозионных пигментов и он очень скоро начинает ржаветь. Это часто случается во время частичной окраски, когда вторичная грунтовка зашлифовывается до металла.

Ни в коем случае не используйте двухкомпонентные автоэмали для перекрашивания однокомпонентных, т. к. первые содержат более агрессивные растворители, которые могут способствовать появлению шагрени.

При окраске двухкомпонентными покрытиями обязательным является использование оригинальных отвердителей и разбавителей, т. к. в противном случае окончательное покрытие получается либо слишком мягким, либо слишком твердым, а краска отслаивается от подложки. Необходимо также иметь в виду, что использование неоригинальных разбавителей и отвердителей ведет к изменению цвета, влияет на сушку, растекаемость краски, ее блеск и т. д.

Тару с остатками отвердителя необходимо плотно закрыть, т. к. отвердитель вступает в реакцию с водой.